Chơng Vi: thiết kế cống lấy nớc
6.3.2 Tính bề rộng cống.
Bề rộng cống phải đủ lớn để lấy đợc lu lợng cần thiết Q khi chênh lệch mực nớc thợng hạ lu [∆Z] đã khống chế tức phải đảm bảo điều kiện:
ΣZi≤ [∆Z] Trong đó:
ΣZi là tổng cột nớc tổn thất trong cống.
ΣZi= Z1 + Zp + Zl + Zv + Z2 + iL.
Với i là độ dốc cống L là chiều dài cống.
Để vừa đảm bảo yêu cầu về lấy nớc, vừa đảm bảo yêu cầu về kinh tế ta xác định bề rộng bc sao cho:
ΣZi≈ [∆Z].
Tính bc theo phơng pháp thử dần. Chọn tính toán với 3 giá trị bc = 0.8m, bc = 0.9m, bc = 1.0m.
Với mỗi giá trị bc giá trị tổn thất đợc xác định nh sau:
1.Tổn thất tại cửa ra.
Dòng chảy từ bể tiêu năng ra kênh hạ lu coi nh sô đồ đập tràn đỉnh rộng chảy ngập. Z2 = g 2 V ) bh ( g 2 Q 2b h n 2 −α ϕ . Trong đó:
B: bề rộng ở cuối bể tiêu năng b = bk =1m. Q: Lu lợng tính toán Q = 0.72m3/s.
Hh: Chiều sâu nớc hạ lu ứng với lu lợng tính toán Q,hh=0.74.
ϕn: Hệ số lu tốc khi chảy ngập, ϕn =0.96. Vb: Lu tốc bính quân trong bể tiêu năng. Giả thiết chiều sâu bể d = 0.5m ⇒Vb =
tb n h) b h d ( Q Q ϕ + = ω
Với: btb = (bc+ bk).0.5.
2.tính tổn thất dọc đờng
Coi dòng chảy trong cống là đều với độ sâu hh = hh + Z2 khi đó tổn thất dọc đ- ờng chiều dài cống iL với i là độ dốc cống xác định nh sau:
I = )2 R C Q ( ω Trong đó:
ϖ,C R tính với bề rộng cống bc và chiều sâu h1.
3.Tổn thất qua khe phai.
Zp= 2ξp 2g V2
Bố trí 2 phai có kích thớc 0.2.0.2m.
ξp:hệ số tổn thất qua khe phai theo quy phạm tính toán toán thuỷ lực cống dới sâu ξp = 0.10.
V:Vận tốc dòng chảy sau khe phai.
4.Tổn thất qua lới chắn rác
Zl= 2ξl 2g V2
ξl: Hệ số tổn thất qua lới chắn rác, theo cẩm nang thuỷ lực ta có:
ξl = β sin . b 3 / 4 α δ
δ,b là chiều rộng thanh lới và khoảng cách giữa hai thanh chọn δ = 10mm,b = 80mm.
α: Góc nghiêng của lới lựa chọn α = 80o .
β: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện thanh lới, với thanh β = 1.79. ⇒ϕi =0.11.
V: vận tốc dòng chảy sau lới chắn rác.
5.tổn thất cục bộ tại khe van.
Tại tháp van bố trí khe van rộng 0.3m Zv= 2ξv 2g
V2
ξv: Hệ số tổn thất qua khe van,ξv = f c
v
b b
V: Vận tốc dòng chảy sau cửa van.
6.Tổn thất cửa vào.
Tổn thất cửa vào xác định theo công thức của đập tràn đỉnh rộng chảy ngập: Z1 = 2g(Q )2 2Vg2
2 −α
εϕω .
Trong đó:
ϕn: Hệ số lu tốc khi chảy ngập ϕn = 0.96.
ε: Hệ số công trình hẹp bên ở cửa vào ε = 0.98.
ω: Diện tích mặt cắt ớt sau cửa vào ω= bch.
Vo: Lu tốc tới gần (bỏ qua lu tốc tới gần ⇒Vo = 0. Kết quả tính toán tổn thất đợc trình bày ở bảng 6.1.
Bảng 6.1:Tính toán bề rộng cống.
stt Thông số Đơn vị Bề rộng Cống
1 Q m3/s 0.720 0.720 0.7202 Bk m 1.000 1.000 1.000